Γιατί είναι η ταχύτητα του φωτός τι και όχι κάτι άλλο;
1. Η ταχύτητα του φωτός είναι συνέπεια της σχέσης μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού:
* εξισώσεις του Maxwell: Ο James Clerk Maxwell, τον 19ο αιώνα, διατύπωσε ένα σύνολο εξισώσεων που περιγράφουν τις θεμελιώδεις σχέσεις μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού. Αυτές οι εξισώσεις προέβλεπαν την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τα οποία ταξιδεύουν με συγκεκριμένη ταχύτητα που εξαρτάται από τη διαπερατότητα και τη διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου.
* Η ταχύτητα είναι εγγενής: Αυτή η ταχύτητα, που υπολογίστηκε από τις εξισώσεις του Maxwell, αποδείχθηκε η ταχύτητα του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα του φωτός δεν είναι αυθαίρετη. Είναι συνέπεια της ίδιας της φύσης του ηλεκτρομαγνητισμού.
2. Η ταχύτητα του φωτός είναι μια καθολική σταθερά:
* Ανεξάρτητα από τον παρατηρητή: Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι σταθερή για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από τη δική τους κίνηση. Αυτή ήταν μια από τις επαναστατικές πτυχές της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
* Συνέπειες: Η σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός έχει εκτεταμένες συνέπειες, συμπεριλαμβανομένης της διαστολής του χρόνου, της συστολής του μήκους και της ισοδυναμίας της μάζας και της ενέργειας (E =MC²).
3. Γιατί όχι άλλη τιμή;
* Υποκείμενη δομή: Η ταχύτητα του φωτός συνδέεται στενά με τη θεμελιώδη δομή του σύμπαντος μας. Η αλλαγή του θα άλλαζε δραστικά τον τρόπο λειτουργίας του ηλεκτρομαγνητισμού, επηρεάζοντας τα πάντα από το πώς τα άτομα δεσμεύονται με το πώς καίγονται τα αστέρια.
* Θεωρητικοί περιορισμοί: Η ταχύτητα του φωτός είναι μια παράμετρος που εμφανίζεται σε πολλές φυσικές θεωρίες και η αλλαγή της αξίας της θα απαιτούσε μια θεμελιώδη αναδιάρθρωση αυτών των θεωριών.
Συνοπτικά:
Η ταχύτητα του φωτός είναι συνέπεια των θεμελιωδών νόμων της φυσικής, συγκεκριμένα της αλληλεπίδρασης μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού. Δεν είναι μια αυθαίρετη αξία, αλλά μάλλον μια αντανάκλαση της υποκείμενης δομής του σύμπαντος. Η αλλαγή του θα είχε βαθιές και πιθανές καταστροφικές επιπτώσεις για τον τρόπο λειτουργίας του σύμπαντος μας.
